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Flood risk in a changing climate (CEDIM)

Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.

Gebiete zur Förderung besonders nachhaltiger Verfahren im Zusammenhang mit der Umsetzung der FFH- und der Vogelschutzrichtlinie

Förderung besonders nachhaltiger Verfahren im Zusammenhang mit der Umsetzung der FFH- und der Vogelschutzrichtlinie Ziele der Förderung sind die Aufrechterhaltung der landwirtschaftlichen Flächennutzung von Naturschutzgebieten, Nationalparks, Nationalen Naturmonumenten, Naturdenkmälern und gesetzlich geschützten Biotopen, im Sinne des § 30 des BNatSchG, die in NATURA 2000 Gebieten liegen gemäß § 4 der PflSchAnwV in Verbindung mit der Erweiterung des Geltungsbereiches auch für Gesamtthüringen gemäß Beschluss der Kommission zur Förderung besonders nachhaltiger Verfahren im Zusammenhang mit der Umsetzung der FFH- und der Vogelschutzrichtlinie (Änderung von SA.102118 (2022/N) – mit positiven Folgen für die biologische Vielfalt und zur Erhaltung oder Verbesserung der Umwelt. Zuwendungszweck ist der Ausgleich wirtschaftlicher Nachteile aufgrund besonderer Einschränkungen bei der Verwendung von Pflanzenschutzmitteln im Zusammenhang mit der Umsetzung der FFH- und der Vogelschutzrichtlinie zum Schutz der Biodiversität sowie der Erhalt und die Entwicklung von Lebensräumen und Arten. Förderfähig ist der in § 4 Absatz 1 der PflSchAnwV festgelegte Verzicht auf die Anwendung bestimmter Pflanzenschutzmittel in Thüringen gelegener produktiv genutzter Acker- und Dauerkulturflächen auf Flächen, die in der EAP-Kulisse (Erschwernisausgleich Pflanzenschutz) liegen. Die EAP-Kulisse setzt sich zusammen aus den aktuell zum Anfang eines Jahres vorliegenden Flächen der Thüringer Naturschutzgebiete, der Nationalparks, der Nationalen Naturmonumente und der Naturdenkmäler. Der Zuschnitt dieser Gebiete wird jährlich zum 01.02. angepasst und in digitaler Form im Geoportal Thüringen veröffentlicht.

Klimatrends und Modelevaluation mittels Radio-Okkultation

Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels erfordert hochqualitative Beobachtungsdaten der Erdatmosphäre. Eine besondere Herausforderung ist in diesem Zusammenhang die Erforschung der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (engl. UTLS), eine Region die sensibel auf Klimaänderungen reagiert. Unterschiedliche Temperaturtrends von verschiedenen Datensätzen waren Gegenstand zahlreicher Diskussionen und eine Annäherung wurde erst kürzlich erzielt. Neu homogenisierte Radiosondendaten sowie Satellitendaten der Advanced/Microwave Sounding Unit (MSU/AMSU) zeigen nun fundamentale Übereinstimmung bezüglich einer Erwärmung der Troposphäre und einer Abkühlung der Stratosphäre, konsistent mit Oberflächen- und Klimamodelltrends. Grundlegende Unsicherheiten bestehen jedoch nach wie vor bezüglich der Stärke von Trends in der freien Atmosphäre. In diesem Zusammenhang bietet die Radio-Okkultation (RO) neue Möglichkeiten mittels unabhängiger und sehr genauer Beobachtungen in der UTLS mit globaler Bedeckung, Allwettertauglichkeit, Langzeitstabilität und Homogenität. RO Daten basieren auf Zeitmessung mit hochgenauen Atomuhren gebunden an die internationale Definition der Sekunde und können daher als absolute Klimareferenzdaten angesehen werden. Klimaparameter werden mit hoher vertikaler Auflösung und hoher Genauigkeit gewonnen. Beobachtungs- und Abtastfehler sind gut definiert. RO Klimatologien für Brechungswinkel, Refraktivität, geopotentielle Höhe, Temperatur, und spezifische Feuchte sind als Indikatoren einer Klimaänderung sehr gut geeignet. Da die RO Zeitreihe noch relativ kurz ist, konnte deren Langzeiteignung bis jetzt noch nicht demonstriert werden. Von einer mind. 10 Jahre langen Zeitreihe im Jahr 2011 erwartet man sich jedoch detektierbare Trends. Hauptziel des Projektes TRENDEVAL sind die Untersuchung und Bewertung von Klimatrends in der UTLS basierend auf einer neuen RO Klimazeitreihe sowie Detektion und Ursachenzuweisung eines Klimasignals und die Evaluierung von Klimamodellen. Ein Vergleich von RO Klimatologien, die von den fünf führenden internationalen RO Prozessierungszentren zur Verfügung gestellt werden, wird durchgeführt um strukturelle Unsicherheiten im Datensatz zu quantifizieren und die Qualität und Reproduzierbarkeit von Ergebnissen zu bewerten. Der so erstellte RO Klimadatensatz inklusive vollständiger Fehlercharakterisierung wird mit konventionellen Atmosphärenbeobachtungen - aktuellen Radiosonden- und MSU/AMSU Datensätzen - verglichen um offene Fragen bezüglich UTLS Trends zu klären. Der Nachweis eines Klimaänderungssignals unter Berücksichtigung der atmosphärischen Variabilität wird mit der 'optimal fingerprinting' Methode durchgeführt. Die Ursachenzuweisung von anthropogenem und natürlichem Klimawandel wird auch zur Modellevaluierung verwendet. Schwerpunkt der Evaluierung ist die Untersuchung von Wasserdampf und Temperaturgradienten der tropischen oberen Troposphäre in Klimamodellen verglichen mit RO Daten. usw.

Grundwassermessstelle APP_GWMN_465

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_465 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper EL13 : Krückau - Altmoränengeest Nord. Es liegen insgesamt 24004 Messwerte vor. Es liegen außerdem 13 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Internationale Karte der Eisenerz-Vorkommen in Europa 1:2.500.000 - Blatt 06 København

Die Internationale Karte der Eisenerz-Vorkommen in Europa 1 : 2 500 000 wurde 1977 fertig gestellt und von der BGR herausgegeben. Über 70 Geologen aus Europa, Nordafrika und dem Mittlerem Osten arbeiteten gemeinsam mit dem Redaktionsteam an der Kompilation der Karte und den Erläuterungen. Die Karte, die 42 Länder in 16 Kartenblättern abdeckt, zeigt mehr als 800 Eisenerz-Vorkommen. Alle bedeutenden Vorkommen (im Abbau oder stillgelegt) sind enthalten. Auch Vorkommen, die nur von genetischem oder historischem Interesse sind, wurden mit abgebildet. Detaillierte Informationen zur Internationalen Karte der Eisenerz-Vorkommen in Europa 1 : 2 500 000 - zu Struktur, Aufbau und Hintergrunddaten - sind in den Erläuterungen zur Karte zu finden.

Rueckstandsuntersuchungen - Hexachlorbenzol im Boden

Hexachlorbenzol-Rueckstaende treten teilweise im Gemuese auf; diese sind durch Fungizidbehandlung nicht zu erklaeren; der Hexachlorbenzolgehalt von Gemueseanbauflaechen soll untersucht werden.

Windanalyse in der mittleren Atmosphäre mittels nächtlicher RMR-Lidar-Messungen in mittleren Breiten in Kühlungsborn (AMUN)

Der horizontale Wind nimmt eine Schlüsselrolle in der Dynamik der Atmosphäre ein. Insbesondere beeinflusst er die Ausbreitung und Dissipation von Schwerewellen und thermischen Gezeiten in der mittleren Atmosphäre. Simultane Wind- und Temperaturmessungen bieten dabei die einzigartige Möglichkeit, sowohl kinetische als auch potentielle Energiedichten der Schwerewellen zu berechnen, aus denen wiederum intrinsische Wellenparameter ableitbar sind. Windmessungen in der mittleren Atmosphäre sind jedoch insbesondere im Höhenbereich zwischen 35 und 75 km sehr selten, da hier weder Radiosonden noch Radars Daten liefern und Wind-Radiometer bzw. Satelliten keine für die Untersuchung von Schwerewellen ausreichend große Genauigkeit und Auflösung haben. Deshalb wollen wir in Kühlungsborn/Deutschland (54° N, 12° O) ein neues Lidar aufbauen, mit dem bei gekippten Teleskopen der Horizontalwind aus der Dopplerverschiebung der Rayleigh-Rückstreuung bestimmt werden kann. Neben der Erstellung einer Wind-Klimatologie steht vor allem die Untersuchung der Ausbreitung von Trägheitsschwerewellen in der mittleren Atmosphäre im Vordergrund. Dazu werden wir u.a. horizontale und vertikale Impulsflüsse und die Höhe des Impulsübertrags an die Hintergrundatmosphäre bestimmen. Diese für die Energiebilanz der Atmosphäre wesentlichen Parameter liefern wichtige Vergleichsgrößen für Zirkulationsmodelle. Ferner werden wir intrinsische Welleneigenschaften aus Wind-Hodographen analysieren, die für andere bodengebundene Messsysteme in der Regel nicht zugänglich sind. Unter Einbeziehung des lokalen Hintergrundwindes sollen aufwärts und abwärts propagierende Schwerewellen eindeutig getrennt und quantifiziert werden. Die Analysen werden insgesamt unser Verständnis der vertikalen Kopplung und der zu Grunde liegenden Zirkulation in der mittleren Atmosphäre deutlich verbessern. Das neue Lidarsystem ergänzt ein in Nordnorwegen am ALOMAR-Observatorium (69° N, 16° O) vorhandenes Windlidar, welches ebenfalls vom IAP betrieben wird. In diesem Projekt wird die dabei erworbene Expertise genutzt, um die Entwicklungsrisiken für das neue Lidar zu minimieren und schwerpunktmäßig Windmessungen in der mittleren Atmosphäre durchzuführen und zu interpretieren.

Analyse von Chlorkohlenwasserstoffen in Wasser

Erfassung der Belastung von Grund- und Oberflaechengewaessern mit chlorhaltigen Loesungsmitteln. Ausarbeitung einer speziellen Methode zur raschen und sicheren Identifizierung mittels GC/ECD.

Bakterieller Um- und Abbau von HCH-Isomeren und HCB

BBS: Developing methods to simulate biome boundary shifts

Frame: The project is part of the GLP (Global land project) fast track action (http://bbs2008.wikidot.com) Decreasing uncertainty in predicting biome boundary shifts which aims at improving the simulation of biome boundary shifts at large spatial scales, working group Migration . The long-term goal is to improve existing vegetation models or to develop new models that are reliable and robust and can be included in Earth System models for studying biosphere-atmosphere feedbacks. Rationale: Because of the nature of terrestrial plant population and community dynamics and dispersal, and the pace of climate change, predicting the future distribution of plant species is challenging. Many coupled GCM's assume simply that the boundaries between major terrestrial biomes are either static, or adjusted non-mechanistically to follow the change of climate without time lags. In some DGVM's, a non-mechanistic treatment of biome boundaries is employed with assumed delays. Recent model simulations with both explicit seed dispersal and population and community dynamics suggest that range shifts of forest biomes will be both complex and extremely delayed (several millennia delay for centennial warming). Research topics: the effect of plant population processes and dispersal on migration, the effect of spatial heterogeneity (e.g. fragmentation or barriers) on dispersal and migration, methods to incorporate these effects into large scale models like such as DGVM's, the lags due to species migration and their effects on feedbacks to the earth system. Methods: Starting from the forest landscape model TreeMig which describes tree species migration by explicitly simulating seed dispersal on a grid of 1km wide cells, we develop numerical approaches to describe migration across heterogenous grid cells. These approaches are either aggregated models of within-cell migration speed, e.g. derived from meta-modelling, or simulating spread in a subset of smaller cells within each grid cell and then extrapolating to the larger cell. We test our methods with simulations on south-north transects in Siberia and assess the effect of species migration on the feedbacks to the earth system.

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